[發(fā)明專(zhuān)利]一種調(diào)焦裝置、光刻機(jī)及調(diào)焦裝置的調(diào)焦方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810097390.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110095944B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李淑蓉;徐榮偉;莊亞政;孫建超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海微電子裝備(集團(tuán))股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種調(diào)焦裝置、光刻機(jī)及調(diào)焦裝置的調(diào)焦方法，通過(guò)在光路上依次設(shè)置照明光源、照明單元、投影單元和光電探測(cè)單元；投影單元包括至少一個(gè)投影光柵；光電探測(cè)單元包括至少一個(gè)探測(cè)光柵對(duì)和至少兩個(gè)光電探測(cè)器，探測(cè)光柵對(duì)與投影光柵一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，探測(cè)光柵對(duì)包括兩個(gè)錯(cuò)位放置的子探測(cè)光柵，子探測(cè)光柵與光電探測(cè)器一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過(guò)采用投影光柵產(chǎn)生多個(gè)光柵周期的投影光柵像，減小了工藝適應(yīng)性對(duì)測(cè)量誤差的影響，并且通過(guò)光電探測(cè)器獲取經(jīng)過(guò)與其對(duì)應(yīng)的子探測(cè)光柵的探測(cè)信號(hào)，根據(jù)探測(cè)信號(hào)獲取電壓差分信號(hào)，避免了掃描反射鏡導(dǎo)致的測(cè)量誤差，提高了測(cè)量離焦量準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及光刻技術(shù)，尤其涉及一種調(diào)焦裝置、光刻機(jī)及調(diào)焦裝置的調(diào)焦方法。

背景技術(shù)

光刻機(jī)是一種把掩模上的圖案通過(guò)物鏡投影到硅片面上的裝置。在投影曝光設(shè)備中，必須有自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)把硅片面精確帶入到指定的曝光位置。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種調(diào)焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖1，照明單元101出射的光，經(jīng)投影狹縫102后由第一平面反射鏡103反射至硅片表面104，形成投影光斑；硅片表面104將光反射至第二平面反射鏡105；從第二平面反射鏡105出射的光入射至掃描反射鏡106上；掃描反射鏡106作周期性簡(jiǎn)諧振動(dòng)，對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以提高測(cè)量信號(hào)的信噪比；掃描反射鏡106的出射光經(jīng)探測(cè)狹縫107，入射到光電探測(cè)器108上，光電探測(cè)器108再根據(jù)所接收到的光強(qiáng)大小輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)。由于掃描反射鏡106的調(diào)制作用，光電探測(cè)器108最終輸出的為周期性的動(dòng)態(tài)電壓信號(hào)。最后，通過(guò)對(duì)該動(dòng)態(tài)電壓信號(hào)結(jié)合掃描反射鏡反饋方波進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)硅片表面104離焦量的探測(cè)。

但是掃描反射鏡作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，其穩(wěn)定性直接影響測(cè)量精度。然而，由于溫度、氣壓、濕度等因素，以及長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的金屬疲勞將會(huì)影響其穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)得的離焦量存在誤差，不能精確的確定離焦量并進(jìn)行調(diào)焦。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種調(diào)焦裝置、光刻機(jī)及調(diào)焦裝置的調(diào)焦方法，以實(shí)現(xiàn)減小工藝適應(yīng)性對(duì)測(cè)量誤差的影響，提高測(cè)量離焦量準(zhǔn)確度的目的。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種調(diào)焦裝置，包括：在光路上依次設(shè)置的照明光源、照明單元、投影單元和光電探測(cè)單元；

所述投影單元包括至少一個(gè)投影光柵；

所述光電探測(cè)單元包括至少一個(gè)探測(cè)光柵對(duì)和至少兩個(gè)光電探測(cè)器，所述探測(cè)光柵對(duì)與所述投影光柵一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述探測(cè)光柵對(duì)包括兩個(gè)錯(cuò)位放置的子探測(cè)光柵，所述子探測(cè)光柵與所述光電探測(cè)器一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。

可選的，所述探測(cè)光柵對(duì)的兩個(gè)子探測(cè)光柵的狹縫沿投影方向依次排布，所述兩個(gè)子探測(cè)光柵沿與所述投影方向垂直的方向依次排布。

可選的，所述探測(cè)光柵對(duì)中兩個(gè)子探測(cè)光柵的光柵周期大小相同。

可選的，所述探測(cè)光柵對(duì)中兩個(gè)子探測(cè)光柵的光柵周期在投影方向垂直的方向錯(cuò)位1/2個(gè)周期。

可選的，所述探測(cè)光柵對(duì)中兩個(gè)子探測(cè)光柵的光柵周期與對(duì)應(yīng)的所述投影光柵形成的投影光柵像的光柵周期相同。

可選的，在所述投影方向垂直的方向上，所述探測(cè)光柵對(duì)中兩個(gè)子探測(cè)光柵的中心距離大于單個(gè)所述子探測(cè)光柵的寬度，所述投影光柵形成的投影光柵像完全覆蓋所述探測(cè)光柵對(duì)的兩個(gè)子探測(cè)光柵。

可選的，所述探測(cè)光柵對(duì)中兩個(gè)子探測(cè)光柵在所述投影方向垂直的方向的寬度相同。

可選的，所述光電探測(cè)單元包括微透鏡陣列，每個(gè)所述子探測(cè)光柵對(duì)應(yīng)一個(gè)微透鏡，所述微透鏡設(shè)置在所述子探測(cè)光柵與所述光探測(cè)器之間，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述子探測(cè)光柵的光進(jìn)行匯聚。

可選的，所述調(diào)焦裝置還包括：成像單元，所述成像單元位于所述探測(cè)光柵對(duì)與所述光電探測(cè)器之間，用于放大經(jīng)過(guò)所述探測(cè)光柵對(duì)的光。